| 标题 | 风光储混合系统发展现状 |
| 范文 | 摘 要：伴随环境污染、能源危机等一系列问题的集中爆发式出现，我国乃至全球能源相关领域研究重心已转向新一代能源系统结构改革。相较传统能源，风能、太阳能资源储量丰富，风电、光伏等可再生能源必将成为未来能源结构的中心。但由于风电、光伏等可再生能源的间歇性及其受环境影响严重等特点，故而在电力系统中引进储能设备的必要性尤为突出。该文主要阐述了风力发电、光伏发电、储能技术以及风光储混合系统的特点以及发展现状，并对其未来应用前景予以简要分析和展望。 关键词：风力发电；光伏发电；储能技术；可再生能源 能源是工业社会的重要物质基础。[1]自工业革命爆发至今，世界能源消费格局不断变化，能源消费总量不断增加。煤炭、石油和天然气等非可再生化石能源的储量不断减少，能源危机不断加重。[2]而风能、太阳能等可再生能源以其独有的资源和环境优势得到了全球的广泛关注，全球各国对于可再生能源的开发利用以及相关研究开始不断深入。 本文主要阐述了风力发电技术的主要技术特征及其发展现状；光伏发电技术的主要技术特征及其发展现状；储能技术不同类型以及其主要技术特征及其发展现状；风光储混合系统的特点以及发展现状，并对其未来应用前景予以简要分析和展望。 风力电发技术 自然条件下，由于大气层气压不同导致空气从高气压向低气压流动，由此带来的能量被称为风能，全球风能储量约9.6GW。[3]仅2015年我国新增机组容量达到30，500MW，占全球48.4%的份额。[4]张北县作为河北省风能资源最富集区，紧紧抓住国家能源改革政策，先后引进大唐、华能等国内大型企业十余家，签约建设大规模风电场，并获国内首个“国家绿色能源示范县”荣誉称号。 风力发电机组是由风力机和发电机两部分组成。其中风力机按照风能接收装置的空间布置、风轮叶片的叶尖线速度与风速比、叶片工作原理、风轮结构相对于气流方向等分为多种类型；发电机可分为永磁直驱、鼠笼式、双馈异步发电机等多种类型。由于以上分类较多，而且各有优缺，导致在风力发电研究时，其建模更加复杂，对应数学模型精准度难以把握，致使风力发电的相关研究举步维艰。 光伏发电技术 自“十五”规划大力发展光伏发电以来，我国对于光伏电池的研发生产投入了大量的资金，相关科研院所以及高校在相关技术领域也不断取得新突破，其制造工艺水平得到了大幅提高。[5]目前国内科研机构在实验室内的光伏电池转化效率已经超过20%，市场中已经商业化的光伏电池转化效率也达到10%～15%。目前我国中东部地区已有6个省份累計装机容量超过1000MW，分别是江苏、河北、浙江、山东、安徽和山西，其中分布式光伏发电累计装机容量较大的地区有浙江、江苏、广东。[6] 光伏电池的发电原理是：通过光电转换将光能转换为电能。光伏发电配套系统包括配电系统和计量装置、并网逆变器以及光伏电池组件，其系统设置有离网型光伏系统和并网型光伏系统两大类。离网型是指微网中运行方式采用孤岛的系统，并网型是指微网中运行方式采用并网的系统。由于单个光伏电池的单体电压低，输出功率小等因素，光伏整列通过多个小的光伏电池通过串并联技术将电能进行汇流以及均压，从而得到我们所期望的高电压大功率光伏系统。 3 储能技术 传统储能技术可以分为机械储能、化学储能、电磁储能以及热力储能 4 大类。伴随风电、光伏等可再生能源的快速发展，电力系统中出现了功率波动、电压质量不佳等一系列新的问题使得储能技术得以大显身手。因为电化学储能和电磁储能已经比较成熟，适于大规模的使用；抽水蓄能属于机械储能对自然环境和建设成本都有很高的要求，微网系统不宜采用；压缩空气储能属于热力储能，同样对环境有特殊要求，目前国内少见应用。 在电力系统中应用储能技术的形式主要包括以下方面：超级电容器平抑风电场功率波动、直接控制分布式电源本身改善其输出功率特性、通过一阶固定时间常数滤波、采用飞轮储能平抑短周期内功率波动、采用铅酸电池和超级电容器组成的混合储能系统合理搭配分别平抑长周期和短周期的波动等一系列的方式。 4 风光储混合系统 风光储混合电力系统可分为：风储、光储、风光储联合发电等三类。其技术应用在国内外已经得到应用，而且以及建立大批示范工程。为了更好更多地接纳可再生能源并网，并且做好与其他国家的技术方面得到技术接轨，国家电网已经在河北省张北建立了风光储示范工程。张北风光储示范工程是世界上容量最大的虚拟同步机示范工程，其中涉及风电机组435.5MW、光伏机组1 MW以及储能装机10MW，从而可控制风光储电站整体输出接近传统火电机组输出外特性。该工程的成功并网将有效提高风力、光伏发电的一次调频、调压能力，有效解决新能源安全并网难题，提升电网安全稳定运行水平及明显提升新能源并网消纳能力。 5 结语 伴随智能电网、能源互联网等概念的提出与推广，风光储联合发电系统在提高系统可控性、稳定性的问题有待进一步研究，如何提高可再生能源在能源利用中的份额，以及在高比例可再生能源渗透下如何保证电力系统安全稳定运行是今后相当长的一段时间内必须考虑的问题。 参考文献：； [1]廖怀庆，刘东，黄玉辉，等.基于大规模储能系统的智能电网兼容性研究[J].电力系统自动化，2010，34（2）：15-19. [2]梅生伟，王莹莹，刘峰.风-光-储混合电力系统的博弈论规划模型与分析[J].电力系统自动化，2011，35（20）：13-19. [3]高明杰.国家风光储输示范工程介绍及其典型运行模式分析[J].电力系统自动化，2012（1）：59-61. [4]于梵.用于风电功率平抑的混合储能系统及其控制系统设计[J].中国电机工程学报，2013（7）：127-131. [5]张步涵.电池储能系统在改善并网风电场电能质量和稳定性中的应用[J].电网技术，2013（5）：54-58. [6]刘霞，江全元.风光储混合系统的协调优化控制[J].电力系统自动化，2012（4）：95-97. 作者简介：贾运高（1994-），男，汉族，山东省郓城县人，本科，研究方向：电力系统配网自动化研究。 |
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